物体高速出水过程中的空化气液两相流流型研究

实验研究超空泡航行体出水时的气液两相流流型.观察到当航行体靠近自由面时,超空泡的崩溃、再产生以及与自由面相互作用等复杂力学过程.对于崩溃超空泡,其尾部由透明变为阴影,可能与尾射流的产生有关;但一般而言,超空泡的崩溃是整体性的.基于FLUENT软件并采用VOF方法,对超空泡出水过程进行数值模拟,数值计算结果与实验结果吻合良好.

物体高速出水实验装置研制及流场可视化

研制进行高速物体出水实验的实验设备。阐述水下高速物体出水时,物体、超空泡和尾迹与自由液面相互作用的实验研究结果。试验整个物体在水下高速运行直到完全出水的过程;演示空泡在水下形成及在自由液面附近溃灭的过程,并采用高速摄影仪记录下来。通过照片和数据分析,结果表明:当物体运动速度达到40 m/s左右,是从空化气泡发展成超空泡的临界速度;当速度小于40 m/s时,会出现局部空化,并且速度减弱时呈现振荡趋势;大于此速度,速度减弱时则呈线性;物尖露出水面前一刻的瞬时速度为出水前的谷底值;物体完全出水时,在自由面附近形成了有向上运动趋势的气液混合现象。